수천 개의 더 많은 잠재적 렌즈가 평가를 기다리고 있습니다 - ScienceDaily

올해 초 기계 학습 알고리즘은 빅뱅 이후 은하의 진화를 도표화하는 능력을 변화시킬 수 있는 최대 5,000개의 잠재적 중력 렌즈를 식별했습니다.

이제 ASTRO 3D 및 UNSW Sydney의 천문학자 Kim-Vy Tran과 동료들은 하와이의 Keck 천문대와 칠레의 초대형 망원경을 사용하여 렌즈 77개를 평가했습니다. 그녀와 그녀의 국제 팀은 77개 중 68개가 광대한 우주 거리에 걸쳐 있는 강력한 중력 렌즈임을 확인했습니다.

이 88%의 성공률은 알고리즘이 신뢰할 수 있고 수천 개의 새로운 중력 렌즈를 가질 수 있음을 시사합니다. 현재까지 중력 렌즈는 찾기 어려웠고 일상적으로 사용되는 것은 약 100개에 불과합니다.

Astronomical Journal에 오늘 발표된 Kim-Vy Tran의 논문은 이전에 Convolutional Neural Networks를 사용하여 식별된 강력한 중력 렌즈의 분광학적 확인을 제시하며, 이는 ASTRO 3D와 Swinburne 대학의 데이터 과학자 Colin Jacobs 박사가 개발했습니다.

이 작업은 ASTRO 3D Galaxy Evolution with Lenses(AGEL) 설문조사의 일부입니다.

교신저자인 ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions(ASTRO3D)의 교신 저자인 Dr. NSW 대학교(UNSW).

“AGEL을 사용한 우리의 목표는 일년 내내 북반구와 남반구 모두에서 관찰할 수 있는 약 100개의 강력한 중력 렌즈를 분광학적으로 확인하는 것입니다.”라고 그녀는 말합니다.

이 논문은 호주, 미국, 영국, 칠레의 연구원들과 전 세계적으로 협력한 결과입니다.

이 작업은 특정 디지털 서명을 찾는 알고리즘의 개발로 가능했습니다.

“그것으로 우리는 단지 몇 줌에 비해 수천 개의 렌즈를 식별할 수 있었습니다”라고 Dr. Tran은 말합니다.

중력 렌즈 현상은 빛이 렌즈를 통과할 때 구부러지는 것과 같은 방식으로 우주의 거대한 물체 주위에서 빛이 구부러진다고 예측한 아인슈타인에 의해 처음으로 확인된 현상입니다.

그렇게 함으로써 우리가 볼 수 없는 은하의 이미지를 크게 확대합니다.

오랫동안 천문학자들이 멀리 떨어진 은하를 관찰하는 데 사용했지만, 처음에 이 우주 돋보기를 찾는 것은 성공을 거두지 못했습니다.

“이 렌즈는 매우 작기 때문에 흐릿한 이미지가 있으면 실제로 감지할 수 없습니다.”라고 Tran 박사는 말합니다.

이 렌즈를 사용하면 수백만 광년 떨어진 물체를 더 명확하게 볼 수 있지만 우주의 대부분을 구성하는 보이지 않는 암흑 물질을 ‘볼’ 수도 있습니다.

“우리는 대부분의 질량이 어둡다는 것을 알고 있습니다.”라고 Tran 박사는 말합니다. “우리는 질량이 빛을 휘게 한다는 것을 알고 있으므로 빛이 휘는 정도를 측정할 수 있다면 거기에 얼마나 많은 질량이 있어야 하는지 추론할 수 있습니다.”

다양한 거리에 더 많은 중력 렌즈가 있으면 거의 빅뱅으로 돌아가는 타임라인의 더 완전한 이미지를 얻을 수 있습니다.

“돋보기가 많을수록 더 멀리 떨어진 물체를 조사할 수 있는 기회가 더 많아집니다. 바라건대 우리는 아주 어린 은하의 인구 통계를 더 잘 측정할 수 있기를 바랍니다.”라고 Tran 박사는 말합니다.

“그런 다음 정말 초기의 최초의 은하와 우리 사이 어딘가에서 아주 작은 별 형성 영역이 원시 가스를 태양의 첫 번째 별인 우리 은하로 변환하는 등 많은 진화가 일어나고 있습니다.

“따라서 서로 다른 거리에 있는 이 렌즈를 사용하여 우주 타임라인의 다른 지점을 관찰하여 최초의 은하와 현재 사이에서 시간이 지남에 따라 사물이 어떻게 변하는지 본질적으로 추적할 수 있습니다.”

Tran 박사의 팀은 전 세계에 걸쳐 있으며 각 그룹은 서로 다른 전문 지식을 제공합니다.

“다른 대학에 있는 사람들과 협력할 수 있다는 것은 처음에 프로젝트를 설정하고 이제 모든 후속 관찰을 계속하는 데 매우 중요했습니다.”라고 그녀는 말합니다.

멜버른 대학의 Stuart Wyithe 교수이자 ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3Ds(Astro 3D) 소장은 각각의 중력 렌즈가 독특하고 새로운 것을 알려줍니다.

“아름다운 물체가 되는 것 외에도 중력 렌즈는 다른 기술로는 관찰할 수 없는 아주 먼 은하계에서 질량이 어떻게 분포되어 있는지 연구할 수 있는 창을 제공합니다. 많은 새로운 중력 렌즈를 검색하기 위해 이러한 하늘의 새로운 대규모 데이터 세트를 사용하는 방법을 도입함으로써 , 팀은 은하가 질량을 얻는 방법을 볼 수 있는 기회를 제공합니다.”라고 그는 말합니다.

Swinburne 대학의 Karl Glazebrook 교수와 논문에 대한 Dr Tran의 공동 과학 책임자(Co-Science Lead)는 이전에 수행된 작업에 경의를 표했습니다.

“이 알고리즘은 Swinburne의 Colin Jacobs 박사가 개척했습니다. 그는 수천만 개의 은하 이미지를 선별하여 샘플을 5,000개로 줄였습니다. 우리는 성공률이 이렇게 높을 줄은 꿈에도 몰랐습니다.”라고 그는 말합니다.

“이제 우리는 허블 우주 망원경으로 이 렌즈의 이미지를 얻고 있습니다. 턱이 처질 정도로 아름다운 것부터 알아내려면 상당한 노력이 필요한 매우 이상한 이미지에 이르기까지 다양합니다.”

이 논문의 공동 과학 책임자인 UC Davis의 부교수 Tucker Jones는 새로운 샘플을 “우주의 역사에 걸쳐 은하가 어떻게 형성되는지를 배우는 데 있어 큰 진전”이라고 설명했습니다.

“일반적으로 이러한 초기 은하는 작은 흐릿한 덩어리처럼 보이지만 렌즈 확대를 통해 훨씬 더 나은 해상도로 그 구조를 볼 수 있습니다. 초기 우주를 가능한 한 가장 잘 볼 수 있는 가장 강력한 망원경의 이상적인 표적입니다.”라고 그는 말합니다. .

“렌즈 효과 덕분에 우리는 이 원시 은하가 어떻게 생겼는지, 무엇으로 이루어져 있는지, 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지 배울 수 있습니다.”

이 연구는 뉴사우스웨일스 대학교, 스윈번 공과 대학교, 호주 국립 대학교, 커틴 대학교, 호주 퀸즐랜드 대학교, 캘리포니아 대학교 데이비스 대학교, 미국 데이비스 대학교의 연구원들과 공동으로 수행되었습니다. 영국의 포츠머스와 칠레 대학교.

ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3Ds(ASTRO 3D)는 ARC(Australian Research Council)와 6개의 협력 호주 대학(호주국립대학교, 시드니대학교, 멜버른 대학교, 스윈번 공과 대학교, 웨스턴 오스트레일리아 대학교, 커틴 대학교.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220926090215.htm